ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод измерения твердости вдавливанием шарика (твердость по Бринеллю) из "Материаловедение " Этот способ используется для определения твердости как металлов, так и полимерных материалов. [c.170] Испытуемый образец (деталь) устанавливают на столике 1 в нижней части неподвижной станины пресса (рис. 102), зашлифованной поверхностью кверху. Поворотом вручную маховика 2 по часовой стрелке столик прибора поднимают так, чтобы шарик мог вдавиться в испытуемую поверхность. В прессах с электродвигателем вращают маховик 2 до упора и нажатием кнопки включают двигатель 5. Последний сначала перемещает коромысло и постепенно нагружает шток, а следовательно, и вдавливает шарик под действием нагрузки, сообщаемой привешенным к коромыслу грузом. Эта нагрузка действует в течение определенного времени, обычно 10—60 с, в зависимости от твердости измеряемого материала (см. табл. 13), после чего вал двигателя, вращаясь в обратную сторону, соответственно перемещает коромысло и снимает нагрузку. После автоматического выключения двигателя, поворачивая маховик 2 против часовой стрелки, опускают столик прибора и затем снимают образец. Регулировкой реле двигателя можно изменять врелш приложения нагрузки. [c.171] В образце остается отпечаток со сферической поверхностью (лунка). Диаметр отпечатка измеряют лупой, на окуляре которой нанесена шкала с делениями, соответствующими десятым долям миллиметра. Диаметр отпечатка измеряют с точностью до 0,05 мм (при вдавливании шарика диаметром 10 и 5 мм) в двух взаимно перпендикулярных направлениях для определения твердости следует принимать среднюю из полученных величин. [c.171] Имеются приборы (бривископы), в которых получаемый отпечаток в увеличенном масштабе проецируется на экране прибора и диаметр этого отпечатка измеряется линейкой. [c.171] Получаемое число твердости при прочих равных условиях определяется диаметром отпечатка (1. Последний тем меньше, чем выше твердость испытуемого металла. [c.172] Однако получение постоянной и одинаковой зависимости между величиной нагрузки и диаметром отпечатка, необходимое для точного определения твердости, сравнительно надежно достигается только при соблюдении определенных условий. При вдавливании шарика на разную глубину, т. е. с разной нагрузкой для одного и того же материала, не соблюдается закон подобия между получаемыми диаметрами отпечатка. Наибольшие отклонения наблюдаются, если шарик вдавливается с малой нагрузкой и оставляет отпечаток небольшого диаметра или вдавливается с очень большой нагрузкой и оставляет отпечаток большого диаметра, приближающегося по величине к диаметру шарика. Поэтому твердость измеряют при постоянном соотношении между величиной нагрузки Р и квадратом диаметра шарика О Это соотношение должно быть различным для металлов разной твердости. Деформация металла в разных участках под шариком неодинакова. Вызываемая этим неоднородность напряженного состояния возрастает с увеличением поверхности отпечатка, т. е. величины нагрузки. [c.172] В процессе вдавливания наряду с пластической деформацией измеряемого металла происходит также упругая деформация вдавливаемого шарика. Величина этой деформации, искажающей результаты определения, возрастает при измерении твердых материалов. Поэтому испытания вдавливанием шарика ограничивают измерением металлов небольшой и средней твердости (для стали с твердостью не более НВ 450). [c.172] Известное влияние оказывает также длительность выдержки металла под нагрузкой. Легкоплавкие металлы (свинец, цинк, баббиты), имеющие низкую температуру рекристаллизации, испытывают пластическую деформацию не только в момент вдавливания, но и в течение некоторого времени после приложения нагрузки. С увеличением выдержки под нагрузкой пластическая деформация этих металлов практически стабилизируется. [c.172] Для металлов с высокими температурами плавления влияние продолжительности выдержки под нагрузкой незначительно, что позволяет применять более короткие выдержки (10—30 с). [c.172] ГОСТом установлены нормы для испытаний по Бринеллю (табл. 13). [c.172] Твердость полимерных материалов, как и их прочность (см. с. 453), в большой степени зависит от длительности приложения нагрузки. [c.172] Величина связана с относительным сужением г1з (%). [c.174] Эти данные соответствуют соотношению, по которому предел выносливости составляет примерно 0,5 а ,. [c.174] Для стали в закаленном и отпущенном или нормализованном состоянии, для дуралюмина после старения и для металлов в холодно-деформированном состоянии предел усталости не может быть достаточно точно определен по результатам измерения твердости. [c.174] Измерение твердости вдавливанием стального шарика не является универсальным способом. Этот способ не позволяет а) испытывать материалы с твердостью более НВ 450 б) измерять твердость тонкого поверхностного слоя (толщиной менее 1—2 мм), так как стальной шарик продавливает этот слой и проникает на большую глубину. Толщина измеряемого слоя (или образца) должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка. [c.174] Вернуться к основной статье